8 dars Mavzu: Refraktometriyaning jismoniy asoslari. Endoskopiya

Sana	23.11.2020
Hajmi	153.33 Kb.
	#150989

Bog'liq
Занятие 8 рефрак (2)

№

8 dars

Mavzu:

Refraktometriyaning jismoniy asoslari.

Endoskopiya.

Ishning maqsadi:

ikki muhit o'rtasidagi chegarada nurni aks ettirish va sinishi jismoniy qonunlarini

o'rganish.

Tibbiy refraktometr qurilmasi bilan tanishish.

Asboblar va aksessuarlar:

URL tipidagi refraktometr

(universal laboratoriya refraktometri); distillangan suv;

glyukoza eritmalari; shisha tayoqchalar.

talaba bilishi kerak:

atrof-muhitning sinishi indekslari

; nurni sinishi va aks ettirish qonunlari;

ikki muhit chegarasida yorug'likning to'liq ichki aks etishi fenomeni; refraktometr

yordamida eritmalarning kontsentratsiyasini aniqlashni o'rganish;

harakat tamoyillari va refraktometr qurilmasi.

talaba:

refraktometr yordamida eritmalarning

kontsentratsiyasini aniqlang

.

Sinfning mazmuni:

Dars mavzusi bo'yicha nazariy bilimlarni nazorat qilish.

Laboratoriya ishlarini bajarish uchun qabul qilish.

Qo'llanma ko'rsatmalariga muvofiq ishni bajaring

ushbu ish uchun.

Hisobot berish.

Ishni himoya qilish.

O'z-o'zini tayyorlash nazariyasi masalalari:

Atrof-muhitning sinishi indeksining jismoniy ma'nosi nima?

Ikki muhit o'rtasidagi chegarada qanday nur bor?

Ikki muhit chegarasidagi yorug'likning to'liq ichki aks etishi fenomeni nima

Qaysi burchak to'liq ichki

aks ettirishning chegara burchagi deb ataladi?

Ishlash printsipi va refraktometr qurilmasi.

Tibbiy va biologik tadqiqotlarda refraktometrlardan foydalanish.

Asosiy axborot manbalari:

Remizov A. N. tibbiy va biologik fizika: darslik. 4-

nashr, tuzatilgan va qayta ishlangan M.: Geotar-Media, 2014. –

515-516 p

. 2.

Fedorova Vn, Faustov tibbiy va biologik fizika. Kurs

Moskva vazifalari va echimlari bilan ma'ruzalar. Geotar-ommaviy axborot vositalari.

2011. 340-344 s.

Liventsev N. M. fizika kursi. Moskva: Oliy maktab, 1978. - 9-19 bilan.

Ma'ruza materiallari.

Lug'at

Burchak burchagi, aks ettirish burchagi, sinishi burchagi, indikator

sinishi, to'liq ichki aks ettirish, sinishi.

Axborot birligi.

Sinishi indekslari

shaffof muhitlarning muhim optik xarakteristikasi hisoblanadi. Ko'zning linzasining

ishlashini belgilaydi.

Refraktometriyaning sinishi indeksini o'lchash usuli

laboratoriya amaliyotida eritmadagi moddalarning kontsentratsiyasini

aniqlash, uning haqiqiyligini va tozaligini aniqlash uchun ishlatiladi.

Optik tolalarda yorug'lik tarqalishining o'ziga xos xususiyatlarini o'rganadigan asboblar

sinishi indeksining maxsus taqsimlanishi bilan endoskoplar

inson tanasining bo'shliq organlarini tekshirish uchun keng qo'llaniladi.

Ikki shaffof muhit kontaktda bo'lsin va atrof-muhit i dan

atrof-muhit tomon II nur nur tarqaladi (FIG.1a,b).

keyin ikki muhit o'rtasidagi bo'linish chegarasida nurning aksi va sinishi

(sinishi) mavjud.

Ushbu jarayonlar quyidagi qonunlarga bo'ysunadi:

Yansıtılan (1 ) va siniq (1 ) nur

ʹʹ

, tushgan nurdan (1) o'tib, sirt yuzasiga perpendikulyar (2) bir tekislikda yotadi

Yansıtıcı y burchagi, tushgan burchakka a ga teng : g = a

A burchagi sinüs sinishi burchagi sinüsüne ishora qiladi b kabi

sinishi indeksi (n

) ikkinchi muhitda b sinishi indeksiga

birinchi muhit (n

sin

sin

n

n



(1)

N sinishi indeksining jismoniy ma'nosi tezlik nisbati

berilgan muhitda v nur tezligiga vakuum C nur:

n = s / v.

(2)

Ikki vositaning sinishi indekslarining nisbati-indikator bilan 2 muhit

n sinishi

va n sinishi indeksi bilan atrof-muhit 1

- deyiladi

nisbatan sinishi koeffitsienti:

(3)

Agar birinchi vosita vakuum (yoki havo) bo'lsa, unda n

C / v

= 1, keyin nisbatan

sinishi indeksi ikkinchi n muhitida sinishi indeksiga teng

= n

Ikki muhitdan, sinishi indeksining yuqoriligi

optik jihatdan zichroq deb ataladi. Misol uchun, suv (n=1,334 sinishi indekslari)

havoga nisbatan optik jihatdan zichroq muhit (sinishi indeksi (n=1).

Shakl. 1.

N sinishi indekslari bilan I va II ikki muhit o'rtasidagi chegarada nurlarning aks etishi va sinishi

diagrammasi

1

va n

. shunga ko'ra: a-optik jihatdan kamroq zichlikdagi yorug'lik nurining tushishi

optik jihatdan zichroq: n

1



n

; b - optik ko'proq nur nur tomchi

optik jihatdan kamroq zichlikdagi zich muhit: n

1



n

, 1-tushgan nur, 1 '- aks ettirilgan, 1 "

- siniq, 2-bo'lim yuzasiga perpendikulyar, a-tushish burchagi, b - sinishi burchagi

, g - aks ettirish burchagi.

Shakl bo'yicha.1a optik kam zich o'rta nur tomchi ko'rsatilgan

optik jihatdan zichroq: n

1

< n

. Bunday holda, sin b > sin a, shuning uchun b

>>>>

a. Shakl bo'yicha. 1b qarama-qarshi ishni ko'rsatadi

: optik zichroq muhitda optik zichroq muhitdan yorug'lik tushishi: n

. Bunday holda, sin

b> sin a, a degan ma'noni anglatadi b > > a.

Agar nur optik jihatdan kamroq zichroq muhitdan (n) zichroq bo'lsa

1

<

) (shakl.1a), keyin 0 dan 90° gacha bo'lgan a burchagi oshgani sayin (tushayotgan

nur ikki muhit orasidagi chegara bo'ylab siljiydi)

b sinishi burchagi ham maksimal qiymatga -

b sinishi burchagi chegarasiga etib boradi

oldin

. (1) dan kelib chiqqan holda:

oldin

= arcsin (n

(4)

Sinishi chegara burchagi mavjudligi

, birinchi muhitdan ikkinchisiga nur tushganda, oxirgisida

chegaradan kattaroq burchak ostida yoyilgan nurlar yo'q. Shu

bilan birga, "nur — soya" bo'limining chegarasi mavjud.

Agar nur optik jihatdan zichroq muhitdan kamroq zichroq bo'lsa

(n

1



n

) (shakl. 1b), sinishi burchagi b a tomchi burchagi kattaroqdir.

Kuz burchagi 0 dan to'liq

ichki aks ettirish burchagi (havo mudofaasi) a ning muhim qiymatiga ko'tariladi

Havo mudofaasi

. b sinishi burchagi ham oshib,

maksimal 90°ga etadi. Bunday holda, siniq nur

ikki muhit orasidagi chegara bo'ylab siljiydi. Keyinchalik o'sish bilan

yuqoridagi a burchagi a

Havo mudofaasi

buzilgan nur yo'qoladi va faqat

aks ettirilgan nur qoladi. Ushbu hodisa to'liq ichki tasavvur deb ataladi.

To'liq ichki aks ettirish burchagi (1) b

= 90 ° qiymatida, ya'ni:

Havo mudofaasi

=arcsin (n

(5)

Umumiy ichki aks ettirish burchagi mavjudligi a

Havo mudofaasi

bu degani

birinchi muhitdan ikkinchisiga burchak ostida nur tushganda, a dan katta

Havo mudofaasi

. yorug'lik butunlay aks ettiriladi va bu

muhitni tark etgan to'lqinlar tomonidan energiyani chiqarish bilan bog'liq energiya

yo'qotilmaydi.

Agar yorug'lik nurlari atrof-muhitdan kamroq zichroq bo'lsa

optik jihatdan zichroq (n

1

< n

) (shakl. 1a), keyin chegara burchagi mavjud

sinishi indeksi b

oldin

. Agar biz nurlarning

pastki muhitdan tepaga teskari yo'nalishda tarqalishini ko'rib chiqsak, biz nur

optik jihatdan zichroq muhitdan kamroq zichroq bo'lgan joyga boramiz. Ushbu holat

a ning to'liq ichki aks ettirish burchagi mavjudligi bilan tavsiflanadi

Havo mudofaasi

Shu bilan birga, nur n sinishi indeksiga ega bo'lgan muhitdan keladi

chorshanba kuni

n ko'rsatkichi bilan

1

a qiymatini hisoblash uchun

Havo mudofaasi

buning o'rniga formulada (5) kerak

munosabatlar n

1

teskari qiymatni almashtirish. Buning nima ekanligini ko'rish qiyin emas

ish adolatli tenglik b

oldin

= α

Havo mudofaasi

. Shunday

qilib, nurning tarqalish yo'nalishiga qarab, ikki muhitning bo'linishi chegarasi uchun

, sinishi burchagi yoki to'liq ichki aks ettirish burchagi mavjud

bo'lib, ularning soni jihatidan bu burchaklar tengdir.

Refraktometr bilan suyuqlikning sinishi indeksini aniqlash.

Eritmalarning sinishi indeksi indikator bilan belgilanadi

hal qiluvchi n sinishi

va lineer tarzda s konsentratsiyasiga bog'liq

erigan modda:

n = n

+ AC,

(6)

bu erda a

ma'lum bir erigan moddaga xos bo'lgan mutanosiblik koeffitsienti. Ushbu koeffitsientning

qiymatlari

ko'plab moddalar uchun yuqori aniqlik bilan aniqlanadi. Shuning uchun formula (5)

ma'lum moddalar kontsentratsiyasini o'lchash uchun ishlatilishi mumkin. Buning uchun

sinishi indeksini aniqlash uchun asboblardan foydalaning —

refraktometrlar.

Endoskopning tuzilishi va maqsadi. Endoskop

foydalanish endoskopiya (yunoncha. endo-ichki + skopeo-ko'rib chiqish, tadqiq qilish) -

yoritish qurilma bilan jihozlangan optik qurilmalar (endoskoplar) yordamida ichi bo'sh

organlar va tana bo'shlig'ini vizual tekshirish usuli

. Zamonaviy tibbiy endoskoplar murakkab optik

va mexanik asboblardir. Ular yorug'lik va tasvirni uzatish tizimlari bilan jihozlangan

; biopsiya,

begona jismlarni chiqarib olish, elektrokoagulyatsiya, dori vositalarini qo'llash uchun

vositalar bilan jihozlangan

moddalar

boshqalar

manipulyatsiya;

bilan

yordam

qo'shimcha

qurilmalar ob'ektiv hujjatlarni

(fotosurat, kino, video yozuvlar) olishni ta'minlaydi.

Endoskopning xususiyatlari

Endoskop uchta asosiy tizimdan iborat: tasvirni

uzatish, nurni uzatish va mexanik. Tasvirni uzatish tizimi

ob'ektning rasmlarini kuzatuvchining ko'ziga uzatadi. Bu

kuzatuvchi optik tolali jgut chiqish uchida ob'ekt tasvirini oshirish ko'rib orqali bir

chiqish oxirida, shuningdek, bir ko'z bilan jabduqlar kirish oxirida ob'ekt tasvirni uzatish,

muntazam hasrat tolalar iborat tolali jgut kirish oxirida ob'ekt tasvirni uzatish ob'ektiv

iborat

. Nur uzatish tizimi

yorug'likni endoskopning butun uzunligi bo'ylab yorug'lik manbasidan (yoritgichdan)

kuzatilgan ob'ektga uzatadi.

Yorug'lik nurlarining tarqalishi sodir bo'lgan doimiy yorug'lik jeti (svetovod) shaklida

ishlab chiqariladi.

Ulagichi yordamida endoskop shlang yoritgichning ulagichiga ulanadi.

Yo'l nurida yorug'lik tarqalishi

Svetovod (to'lqin) - optik element,

ma'lum bir yo'nalishda tarqalgan yorug'lik nurlanishini fazoviy cheklash uchun

mo'ljallangan

. Svetoforning kesimining shakli

to'rtburchaklar, kvadrat, dumaloq, elliptik va boshqalar bo'lishi mumkin.

tasavvurlar.

Chiroqlar,

vakili

bir

yupqa

shisha yoki kvarts iplari,

ko'pincha

deyiladi

optik

tolalar.

Tomonidan

tolalar

mumkin

tarqatish

meridional

nurlar

(

tolalar o'qini kesib o'tuvchi nurlar) va

oblik nurlari (o'qni kesib o'tmaydi).

To'liq

ko'rib chiqish

to'lqinlarda yorug'lik tarqalish nazariyasi

juda qiyin va vaqt sarflaydi.

Nurning sinishi qonuniga ko'ra

chegara

bo'lim

ikki

dielektrik shaffof muhit

(shakl.

2.)

mumkin

aniqlash

n

operatsion tizim

sin





n

c

sin



c, (2.1) qaerda

n

operatsion tizim

kirish bilan aloqa qiluvchi muhitning sinishi indeksi

Shakl. 2. Tasavvurlar

to'lqin shakllari

Shakl. 3. Nur tarqalishi sxemasi

yo'l nurida nur

Svetovodning oxiri; n

bilan

- svetovod yadrosining sinishi ko'rsatkichi.

Svetoforda radiatsiya tarqalishi

yadro va qobiq chegarasida to'liq ichki aks ettirish (havo mudofaasi) fenomeniga

asoslangan (shakl. 3).

Agar yorug'lik optik jihatdan kamroq zich

muhitdan (n) aks etsa, havo mudofaasi amalga oshiriladi

c

>n

haqida

) va agar bo'lim chegarasidagi tushish burchagi oshib ketgan bo'lsa

muhim ahamiyatga ega

��

> ��

��

To'liq aks ettirilganda, aks ettirilgan nurning intensivligi tengdir

tushayotgan zichlik.

Ta'rif va

endoskop qurilmasi

Ish

qismi

endoskop

moslashuvchan,

yopiq,

neftga chidamli, himoya

ko'ylak

hipoallergendan

materiallar.

Moslashuvchan qismni va

boshqariladigan yakuniy

qismni o'z ichiga oladi

(distal

oxiri).

Boshqariladigan

qismi

ishchi

qismlar

tiklanishi mumkin

(bükülmeli)

qo'l

boshqarish

uy-joy.

Boshqariladigan

qism

tugaydi

optik

to'g'ridan-to'g'ri kuzatish boshi. 25

Qo'l

endoskop korpusida joylashgan boshqaruv

elementlari boshqariladigan qismni bosh bilan harakatlantirish uchun mo'ljallangan. Shu

maqsadda, nazorat tarmog'i

tananing uzunlamasına geometrik o'qi yo'nalishi bo'ylab silliq harakatlanadi.

Ko'zoynak tekshirilayotgan ob'ektning tasvirini shakllantirish uchun mo'ljallangan

. Yorug'lik manbasiga chiroq kabeli va vilkasidan iborat.

Biopsiya kanali tadqiqot maydoniga shifokor vositalari (zımba,

skalpel, cımbız va boshqalar) kirish uchun mo'ljallangan.

Refraktometrning maqsadi, ishlash printsipi va qurilmasi.

Refraktometre (FIG. 2a) koeffitsientni o'lchash uchun mo'ljallangan

sinishi

echimlar

turli

moddalar.

Ushbu tamoyil

harakatlar

refraktometre sinishi eng yuqori burchagi o'lchash iborat

Shakl. 4 endoskop (kolonoskop)

sinov qilingan suyuqlik va shisha prizma chegarasi ma'lum

sinishi koeffitsienti bilan.

Refraktometr ikkita prizmadan iborat:

matli pastki yuz va o'lchov prizmasi (1) bilan yordamchi katlama prizma (2). Ularning

orasida

0,1 mm qalinlikdagi nozik bo'shliq mavjud bo'lib, unda bir necha

tomchi suyuqlik joylashtirilgan.

Suyuq-o'lchov prizmasining chegarasida yakuniy sinishi burchagi o'lchanadi.

Burchakning kattaligi va shunga

mos ravishda sinishi koeffitsienti hisoblash qurilmasi yordamida aniqlanadi.

Ichki kompensator (4)

oq nur bilan yoritilganda chegara nur — soya, qora va oq rangga ega bo'lish imkonini

beradi. Hisob-kitoblar ko'z bilan amalga oshiriladi.

Ishni bajarish tartibi.

Faoliyat 1. Distillangan suvda nol nuqtasini tekshiring.

Yon tutqich bilan yuqori prizma bilan yoping.

Pastki prizma ustida bir necha tomchi

distillangan suv bilan shisha tayoq bilan qo'llang.

Pastga tushirilgan prizma pastki prizma tomon pastga tushadi.

Yuqori yoriqda yorug'likni yoritgichdan yo'naltiring, uning harakatlanishi

optik trubaning ko'rish maydonini yorqin va bir xil yoritishga erishadi

Qo'l bilan, ko'zoynakni chegara nurida paydo bo'lgunga qadar harakatlantiring

-soya.

Vizual trubani qaratib, kompensator limbini aylantirib oling

yorug'lik va soyaning rangli soyali bo'linmasdan o'tkir.

Shakl.2.

Refraktometrning optik diagrammasi. 1 - yordamchi katlama prizma; 2-

o'lchov prizma; 4-kompensator; 5 burilish prizma; 6 –

optik trubaning linzalari; 7 –optik trubaning ko'zgusi; 8 refraktometr o'qish o'lchovi.

Ko'zoynakni harakatga keltirib, vizir xochining kesishgan

qismini bo'lim chegarasi bilan tasodifga o'tkazing va chap miqyosda

suv uchun sinishi indeksining qiymatini hisoblang. Agar vizir xochining kesishishi

8 bo'lsa.

n = 1,333 shkalasi bo'linmasida joylashgan, keyin nol nuqtasi o'rnatiladi

bu to'g'ri.

Faoliyat 2. Glyukoza eritmasining

refraktometr bilan noma'lum kontsentratsiyasini aniqlash.

Vazifaning barcha nuqtalarini takrorlab , glyukoza eritmalarining 5,10 va

20% sinishi ko'rsatkichlarini, shuningdek

X %ning noma'lum kontsentratsiyasining eritmasining sinishi indeksini o'lchang. Har bir

yechim bilan o'lchovlar

qo'pol xatoni bartaraf etish uchun 2 marta takrorlang. Ikki va o'lchovlardan

o'rtacha qiymatni hisoblang. Olingan ma'lumotlar jadvalda keltirilgan. 1.

Jadval 1

Sinishi indeksi

Eritma konsentratsiyasi,

5

10

1 o'lchov

2 o'lchov

O'rtacha qiymat

Olingan ma'lumotlarga asoslanib

, sinishi indeksining eritma kontsentratsiyasiga bog'liqligi jadvalini tuzing.

3. Qurilgan jadvaldan foydalanib, noma'lum

eritmaning kontsentratsiyasini aniqlang.

Test topshiriqlari

1.

Atrof-muhitning sinishi indeksi nisbati . . .

a) ma'lum bir muhitda yorug'lik chastotasiga vakuumda yorug'lik chastotasi;

b) ma'lum bir muhitda yorug'lik tezligiga vakuumdagi yorug'lik tezligi;

v) ma'lum bir muhitda nur to'lqinining uzunligi vakuumdagi yorug'lik to'lqin uzunligiga;

D) ma'lum bir muhitda nurning tezligi vakuumdagi yorug'lik tezligiga.

2.

Nurning sinishi qonunining formulasini ko'rsating (



- burchak burchagi,



–

sinishi burchagi):

a) sin



= sin



;

b) sin



/sin



= n

;

C) sin



/sin



= n

;

D) sin



/sin



= n

.

3.

To'liq ichki aks ettirish hodisasi

a) yorug'likning optik jihatdan zichroq muhitdan kamroq zichlikka o'tishi;

b) mot yuzadan yorug'likni aks

ettirish; C) yorug'likning optik jihatdan kamroq zich muhitdan yanada zichroq bo'lishiga

o'tish;

D) yorug'likning atrof-muhit bo'linishi yuzasidan tarqalishi.

4.

To'liq ichki aks ettirishning marginal burchagini aniqlash uchun formulani

belgilang



PR

yorug'likdan indikator bilan o'tayotganda

n sinishi

1

chorshanba kuni n sinishi indeksi bilan

2

:

a) tg



= n;

b) sin



= n

;

C) sin



= n

;

D) tg



= n

.

5.

To'liq aks ettirishning maksimal burchagi quyidagi formula bilan aniqlanadi:

a) sin



PR

=90

0

;

b) sin



PR

1

;

C) sin



;

D) sin



=90

.

6.

Sinishi burchagi burchak:

sinishi nurlari va nurning qulashi nuqtasida tiklangan muhitlarning chegara chizig'iga

perpendikulyar

o'rtasida; b) sinishi va aks ettirilgan nurlar o'rtasida; sinishi

nurlari va atrof-muhit bo'linishi chegarasi o'rtasida;

C) 90 ga teng bo'lgan tushishning burchagiga mos keladigan nurni sinishi

;

D) sinishi burchagi 90 bo'lgan nurning tushishi

.

7.

Yorug'likdan kamroq sinishi indekslari

(optik jihatdan kamroq zichroq muhit) bilan atrof-muhitga katta

sinishi indekslari (optik jihatdan zichroq muhit) bilan o'tayotganda, tushish

burchagi

a) sinishi burchagi ko'proq;

b) sinishi burchagi kamroq;

C)sinishi burchagiga teng;

D) to'g'ri javob yo'q.

8.

Refraktometr yordamida siz quyidagi moddalarni tekshirishingiz mumkin

:

a) sinishi indekslari

o'lchash prizmalarining shisha sinishi indeksidan kattaroqdir;

b) sinishi indekslari

o'lchash prizmalarining shisha sinishi indeksiga teng;

C) yorug'likning tarqalishi tezligi o'lchov prizmalarining shisha ichidagi yorug'lik

tezligidan kamroq

;

D) sinishi indekslari o'lchov prizmalarining shisha sinishi indeksidan kam

9.

Endoskopiyaning markazida

a) ikki muhit chegarasida yorug'lik sinishi qonuni

b) ikki dielektrik chegaradan to'liq ichki aks

ettirish qonuni C) optik asboblarni qo'llash - linzalar

D) nometalllardan foydalanish.

10.

Tibbiyotda tolali optikali endoskopni qo'llash:

) yurakning elektr faoliyatini o'rganish

2) ichki bo'shliqlarni tekshirish

3) inson magnit maydonini o'rganish

4) qon bosimini o'lchash

Download 153.33 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham: